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(2014•烟台一模)如图所示,半径足够大的两半圆形区域I和II中存在与纸面垂直的匀强磁场,两半圆形的圆心分别为O、O′,两条直径之间有一宽度为d的矩形区域,区域内加上电压后形成一
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问题描述:

(2014•烟台一模)如图所示,半径足够大的两半圆形区域I和II中存在与纸面垂直的匀强磁场,两半圆形的圆心分别为O、O′,两条直径之间有一宽度为d的矩形区域,区域内加上电压后形成一匀强电场.一质量为m、电荷量为+q的带电粒子(不计重力),以初速度v0从M点沿与直径成θ=30°角的方向射入区域I,而后从N点沿与直径垂直的方向进入电场,N点与M点间的距离为L0,粒子第一次离开电场时的速度为2v0,随后将两直径间的电压调为原来的2倍,粒子又两进两出电场,最终从P点离开区域II.已知P点与圆心为O’的直径间的距离为L,与最后一次进入区域II时的位置相距2

33L,求:

(1)区域I内磁感应强度B1的大小与方向;

(2)矩形区域内原来的电压和粒子第一次在电场中运动的时间;

(3)大致画出粒子整个运动过程的轨迹,并求出区域II内磁场的磁感应强度B2的大小;

(4)粒子从M点运动到P点的时间.

姜静波回答:
  (1)粒子在I内速度方向改变了120°,由几何关系知,轨迹对应的圆心角   α=120°   2r1cos30°=L0   r
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